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1、,第三章,磁 场,目标定位,1.知道磁感线的概念，知道几种常见磁场的磁感线分布. 2.会用安培定则判断电流的磁场方向. 3.了解安培分子电流假说. 4.知道什么是匀强磁场. 5.知道磁通量的概念，会用BS计算磁通量.,学案3 几种常见的磁场,知识探究,自我检测,一、磁感线安培定则,问题设计,在磁场中放一块玻璃板，玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，轻敲玻璃板，铁屑就会有规则地排列起来，模拟出磁感线的形状.由实验得到条形磁铁和蹄形磁铁的磁场的磁感线是如何分布的？,知识探究,答案,要点提炼,1.磁感线：在磁场中画出的一些 的曲线，曲线上每一点的 都跟该点的磁感应强度的方向一致. (1)磁感线的特点： 磁感
2、线上任一点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向，即小磁针 极受力的方向. 磁铁外部的磁感线从 极指向 极，内部从 极指向极，磁感线是 (填“闭合”或“不闭合”)曲线.,有方向,切线方向,N,N,S,S,N,闭合,磁感线的疏密表示磁场强弱，磁感线密集处磁场强，磁感线稀疏处磁场弱. 磁感线在空间 (填“相交”或“不相交”). (2)磁感线和电场线的比较： 相同点：都是 程度表示场的强弱， 方向表示场的方向；都不能相交. 不同点：电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不闭合；但磁感线是 曲线.,不相交,疏密,切线,闭合,2.电流周围的磁感线方向可根据 判断. (1)直线电流的磁场：让右手握住导线，让伸直
3、的拇指所指的方向与 方向一致，弯曲的四指所指的方向就是 .这个规律也叫 定则.,安培定则,电流,磁感线环绕的方向,右手螺旋,特点：以导线上各点为圆心的同心圆，圆所在平面与导线 ，越向外 .(如图1所示),图1,垂直,越疏,(2)环形电流的磁场：让右手弯曲的四指与 的方向一致，伸直的拇指所指的方向就是 上磁感线的方向. 特点：内部比外部强，磁感线越向外越疏.(如图2所示),图2,环形电流,环形导线轴线,(3)通电螺线管的磁场：用右手握住螺线管，让弯曲的四指指向 的方向，那么 所指的方向就是螺线管中心轴线上磁感线的方向. 特点：内部为 磁场，且内部比外部强.内部磁感线方向由 指向 ，外部由 指向
4、.(如图3所示),图3,电流,大拇指,匀强,S极,N极,N极,S极,二、安培分子电流假说,问题设计,磁铁和电流都能产生磁场，而且通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，它们的磁场有什么联系？ 答案它们的磁场都是由电荷的运动产生的.,要点提炼,1.安培分子电流假说 法国学者 提出：在原子、分子等物质微粒的内部，存在着一种环形电流 .每个物质微粒由于分子电流的存在都成为一个微小的磁体，它的两侧相当于两个 .,安培,分子电流,磁极,2.当铁棒中分子电流的取向 时，铁棒对外显磁性(如图4甲)；当铁棒中分子电流的取向变得 时，铁棒对外不显磁性(如图乙).,图4,大致相同,杂乱无章,3.安培分子电流
5、假说说明一切磁现象都是由 产生的.,电荷的运动,三、匀强磁场磁通量,问题设计,取两块较大的磁铁，让两个平行的异名磁极相对，在距离很近时用细铁屑模拟磁感线的分布，你观察到的结果怎样？ 答案磁感线互相平行.,要点提炼,1.匀强磁场： 处处相同的磁场.其磁感线是一些 直线.,2.磁通量：在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个与磁场方向 的平面，面积为S，把 的乘积叫做穿过这个面积的磁通量. 定义式： ，适用条件：匀强磁场，且磁场方向与平面 .,强弱、方向,间隔相同的平行,垂直,B与S,BS,垂直,单位：国际单位制中，磁通量的单位是 ，简称韦，符号是 . 3.当平面与磁场方向不垂直时，穿过平面的磁通量可
6、用平面在垂直于磁场B的方向的投影面积进行计算，即BS (如图5所示).,图5,韦伯,Wb,BScos ,延伸思考,什么是磁通密度？其单位是什么？ 答案磁通密度就是磁感应强度，其单位可表示为Wb/m2.,典例精析,一、对磁感线的认识,例1关于磁场和磁感线的描述，下列说法正确的是() A.磁感线从磁体的N极出发，终止于S极 B.磁感线可以表示磁场的方向和强弱 C.沿磁感线方向，磁场逐渐减弱 D.因为异名磁极相互吸引，所以放入通电螺线管内的小磁 针的N极一定指向螺线管的S极,解析在磁体外部，磁感线从磁体的N极出发指向S极，在磁体内部，磁感线从磁体S极出发指向N极，故选项A错误； 磁感线较密的地方，磁
7、场较强，反之较弱，曲线上每一点的切线方向都跟这点的磁感应强度的方向一致，选项B正确，选项C错误；,在通电螺线管内，磁场方向从S极指向N极，而小磁针静止时N极指向磁场方向，故放在通电螺线管内的小磁针N极指向N极，选项D错误. 答案B,二、对安培定则的理解与应用,例2如图6所示，图a、图b是直线电流的磁场，图c、图d是环形电流的磁场，图e、图f是通电螺线管电流的磁场.试在各图中补画出电流方向或磁感线的方向.,图6,解析根据安培定则，可以确定图a中电流方向垂直纸面向里，b中电流的方向自下而上，c中电流方向是逆时针方向，d中磁感线的方向向上，e中磁感线的方向向左，f中磁感线的方向向右. 答案见解析,三
8、、对磁通量的认识及计算,例3如图7所示，框架面积为S，框架平面与 磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则穿过 平面的磁通量为_.若使框架绕OO转过 60角，则穿过框架平面的磁通量为_； 若从初始位置转过90角，则穿过框架平面的磁通量为_；若从初始位置转过180角，则穿过框架平面的磁通量的变化是_.,图7,解析初始位置1BS；框架转过60角时2BSBScos 60 BS；框架转过90角时3BSBScos 900；若规定初始位置磁通量为“正”，则框架转过180角时磁感线从反面穿出，故末态磁通量为“负”，即4BS，所以|41|(BS)BS|2BS.,答案BS BS02BS,四、磁感应强度矢量的叠加,图
9、8,例4如图8所示，一根通电直导线垂直放在磁感应 强度为1 T的匀强磁场中，以导线截面的中心为圆 心，半径为r的圆周上有a、b、c、d四个点，已知 a点的实际磁感应强度为零，则下列叙述正确的是() A.直导线中的电流方向垂直纸面向外 B.b点的实际磁感应强度为 T，方向斜向上，与B的夹角为45 C.c点的实际磁感应强度也为零 D.d点的实际磁感应强度跟b点的相同,解析由a点合磁感应强度为零知，该电流在a点的磁感应强度方向向左，大小为1 T，由安培定则知A项正确，另由平行四边形定则知B项也正确. 答案AB,课堂要点小结,2.磁场的起源电荷的运动,1,2,3,4,1.(对磁感线的认识)关于磁场和磁
10、感线的描述，下 列说法中正确的是() A.磁体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁场和电场一样， 也是一种客观存在的物质 B.磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，它每一点的切 线方向都和小磁针放在该点静止时北极所指的方向一致 C.磁感线总是从磁铁的N极出发，到S极终止的 D.磁感线可以用细铁屑来显示，因而是真实存在的,自我检测,1,2,3,4,解析条形磁铁内部磁感线从S极到N极，选项C错误； 磁感线是为了形象描述磁场而假想的一组有方向的闭合的曲线，实际上并不存在，所以选项D错误； 磁场是一种客观存在的物质，所以选项A正确； 磁感线上每一点切线方向表示磁场方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱，小磁针
11、静止时北极受力方向和北极指向均为磁场方向，所以选项B正确. 答案AB,1,2,3,4,2.(安培定则的理解与应用)如图9所示，a、b、 c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管 内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极 的指向是() A.a、b、c均向左 B.a、b、c均向右 C.a向左，b向右，c向右 D.a向右，b向左，c向右,图9,1,2,3,4,解析小磁针静止时N极的指向与该点磁感线 的方向相同，如果a、b、c三处磁感线的方向 确定，那么三枚小磁针静止时N极的指向也就 确定.所以，只要画出通电螺线管的磁感线(如图所示)，即可知a磁针的N极在左边，b磁针的N极在右边，c磁针的N极在右边.
12、,答案C,1,2,3,4,3.(磁通量及计算)如图10所示，半径为R的圆形线 圈共有n匝，其中心位置处半径为r的虚线范围内 有匀强磁场，磁场方向垂直线圈平面.若磁感应 强度为B，则穿过线圈的磁通量为() A.BR2 B.Br2C.nBR2D.nBr2,图10,解析磁通量与线圈匝数无关，且磁感线穿过的面积为r2，而并非R2，故B项对.,B,1,2,3,4,4.(磁感应强度矢量的叠加)如图11所示，两根 相互平行的长直导线分别通有方向相反的电 流I1和I2，且I1I2；a、b、c、d为导线某一横 截面所在平面内的四点，且a、b、c与两导线共面；b点在两导线之间，b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是(),图11,A.a点 B.b点C.c点 D.d点,1,2,3,4,解析要使合磁感应强度为零，必有I1和I2形成的两个磁场等大反向，只有c点有可能，选C. 答案C,
